在 CC++ 中获得正模的最快方法

大多数情况下，编译器非常擅长优化代码，因此通常最好保持代码的可读性(让编译器和其他开发人员都知道您在做什么).

由于数组大小始终为正，我建议您将商定义为unsigned.编译器将把小的if/else块优化为没有分支的条件指令:

unsigned modulo( int value, unsigned m) {
    int mod = value % (int)m;
    if (mod < 0) {
        mod += m;
    }
    return mod;
}

这创建了一个非常小的函数，没有分支:

modulo(int, unsigned int):
        mov     eax, edi
        cdq
        idiv    esi
        add     esi, edx
        mov     eax, edx
        test    edx, edx
        cmovs   eax, esi
        ret

例如，modulo(-5, 7)返回2.

不幸的是，由于商是未知的，它们必须执行整数除法，这与其他整数运算相比有点慢.如果您知道数组的大小是2的幂，我建议将这些函数定义保存在头中，以便编译器可以将它们优化为更高效的函数.下面是函数unsigned modulo256(int v) { return modulo(v,256); }:

modulo256(int):                          # @modulo256(int)
        mov     edx, edi
        sar     edx, 31
        shr     edx, 24
        lea     eax, [rdi+rdx]
        movzx   eax, al
        sub     eax, edx
        lea     edx, [rax+256]
        test    eax, eax
        cmovs   eax, edx
        ret

见大会:https://gcc.godbolt.org/z/DG7jMw

参见与多数投票结果的比较:http://quick-bench.com/oJbVwLr9G5HJb0oRaYpQOCec4E4

编辑:事实证明，Clang能够在没有任何条件移动指令的情况下生成函数(这比常规算术运算的成本更高).这种差异在一般情况下是完全可以忽略的，因为整除约占总时间的70%.

基本上，Clang右移value以将其符号位扩展到m的整个宽度(即，负时为0xffffffff，否则为0)，用于屏蔽mod + m中的第二个操作数.

unsigned modulo (int value, unsigned m) {
    int mod = value % (int)m;
    m &= mod >> std::numeric_limits<int>::digits;
    return mod + m;
}